FI72245B - Kommuterad tyristorregulator foer en horisontalavlaenkningskrets - Google Patents

Description

7 2 2 4 5

Kommutoitu tyristorisäädin vaakapoikkeutuspiiriä varten

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista säädettyä poikkeutuspiiriä.

5 Toimiessaaan suhteellisen suurella vaakapoikkeutus- taajuudella kytkentäsäätimillä aikaansaadaan televisiovas-taanottimiin suhteellisen kompakteja ja pienitehonkulutuksi-sia säädettyjä teholähteitä. Eräässä kytkentäsäätölaitteen tyypissä käytetään tyristoria, joka toimii vaakapoikkeutus-10 taajuudella ohjattavissa olevana säätökytkimenä. Tyristori (SCR) on sijoitettu ohjaamattoman syöttöjännitenavan ja B+ syöttöjännitenavan välille.

Säätöohjauspiiri saattaa tyristorin on-tilaan ohjattavissa olevana hetkenä kunkin vaakapoikkeutusjakson juova-15 ajan aikana kehittääkseen syöttövirran virtauksen säätämät- tömästä jännitenavasta säädettyyn B+ jännitenapaan. Syöttövirran rajoittamiseksi kytketään induktanssi tyristorin kanssa sarjaan. Paluumuuntajan toisiokäämi kytketään myös tyristorin kanssa sarjaan. Toisiokäämin kehittämä heijas-20 tuneen paluupulssin jännite aiheuttaa syöttövirran piene nemisen tyristorin kommutoimiseksi off-tilaan kunkin poik-keutusjakson juova-ajan aikana.

Tyristorin kommutointiaika on aika, joka kuluu syöttövirran pienenemiseen nollaksi, kun heijastuneen paluu-25 pulssin jännite on syötetty sarjainduktanssiin. Kommutoin- tiajan kesto määräytyy sarjainduktanssin suuruudesta ja syötetyn heijastuneen paluupulssin jännitteen suuruudesta. Kommutointiaika lyhenee syötetyn paluupulssin jännitteen kasvaessa ja pitenee sarjainduktanssin suurentuessa.

30 Sarjainduktanssin ja heijastuneen paluupulssin jän nitteen arvot valitaan varmistamaan, että säätötyristori on kommutoitu off-tilaan ennen paluuajan loppua kaikissa normaaleissa poikkeutuspiirin syöttöjännitteen ja kuormitus-variaatioiden toimintaolosuhteissa. Säätö menetetään, jos 35 tyristori ei ole kytketty off-tilaan ennen paluuliikkeen loppua.

Erillisen diskreetin kelan käyttämisen sijasta sar-jainduktanssin kehittämiseksi voidaan säätölaitteen toisio- 2 Γ7 0 9 Α ζ käämi kytkeä magneettisesti heikosti paluumuuntajän ensiö-käämin kanssa. Kahden käämin välinen hajainduktanssi on muodostaa siten tarvittavan sarjainduktanssin. Paluuliikkeen aikana hajainduktanssiin syötetty verkkojännite on yhtä 5 suuri kuin heijastuneen paluupulssin jännitteen amplitudi vähennettynä säätämättömän ottosyöttöjännitteen ja säädetyn B+ jännitteen välisellä erotuksella. Verkon syöttöjänne te ja hajainduktanssin suuruus määräävät tyristorin kom-mutointiajan paluuliikkeen puitteissa, annetulle syöttövir-10 ran huippuarvolle.

Sarjainduktanssin suuruus valitaan yleensä riittävän pieneksi tyristorin kommutoinnin varmistamiseksi paluuliikkeen aikana vieläpä suurissa syöttöjänniteolosuhteissa, jotka johtavat suurentuneisiin syöttövirran huippuarvoihin.

15 Käytettäessä hajainduktanssia sarjainduktanssina, suhteelli sen pieni paluumuuntajän hajainduktanssi voidaan toteuttaa pitämällä toisiokäämin johdinkierrosten lukumäärä pienenä suhteessa ensiökäämin johdinkierroksiin. Kuitenkin, koska toisiokäämin johdinkierrosten lukumäärä määrää myös heijas-20 tuneen paluupulssin jännitteen suuruuden, joka aikaansaa syöttövirran pienenemisen, toisiokäämin johdinkierrosten lukumäärän pienentäminen ei aiheuta tyristorin kommutoin-tiajan merkittävää lyhentymistä, koska myös heijastuneen paluupulssin jännitteen amplitudi pienenee.

25 Keksinnössä aikaansaadaan paluumuuntajän sää tölaitteen käämijärjestely, joka sallii suuremman joustavuuden sopivan hajainduktanssin määrän valinnassa, joka tarvitaan tyristorin kommutoinnin varmistamiseksi suurien syöttöjännitteiden olosuhteissa ilman, että haital-30 lisesti vaikutetaan säätölaitteen käämi järjestelyn heijas taman paluupulssin jännitteen suuruuteen. Poikkeutusgene-raattorin vaakapoikkeutuskaämin yli kehittämä paluupulssi-jännite syötetään paluumuuntajän ensimmäiseen käämiin. Pa-luumuuntajan toinen ja kolmas säätökäämi kytketään sarja-35 järjestelyihin ohjattavissa olevan kytkimen kanssa syöttö- jännitelähteen yli. Lähteen syöttövirta virtaa sarjajärjestelyssä kun ohjattavissa oleva kytkin on saatettu on-tilaan 72245 3 ohjattavissa olevana hetkenä kunkin poikkeutusjakson juova-ajan aikana. Poikkeutuskäämin paluupulssijännite syötettynä paluumuuntajän ensimmäiseen käämiin saa aikaan syöttövirran suuruuden pienenemisen ohjattavissa olevan kytkimen kommu-5 toimiseksi off-tilaan kunkin poikkeutusjakson paluuajan ai kana. Keksinnölle tunnusomaisesti kolmannen käämin magneettinen kytkentä ensimmäisen käämin kanssa on suunniteltu olemaan pienempi kuin toisen käämin ja ensimmäisen käämin välinen magneettinen kytkentä. Käyttämällä paluumuuntajän eri-10 suuren magneettisen kytkennän omaavien toisen ja kolmannen käämin sarjajärjestelyä, tarvittava ohjattavissa olevan kytkimen kanssa sarjassa oleva induktanssi aikaansaadaan kolmannen ja ensimmäisen käämin välisestä heikosta kytkennästä.

Heijastuneen paluupulssin jännitteen amplitudi mää-15 räytyy suureksi osaksi toisen ja kolmannen käämin johdinkier- rosten kokonaismäärästä. Muuttamalla kolmannen käämin joh-dinkierrosten lukumäärää suhteessa toisen käämin johdin-kierrosten lukumäärään nähden ja säilytettäessä samalla toisen ja kolmannen käämin johdinkierrosten kokonaisluku-20 määrä oleellisesti samana saadaan aikaan oleellinen muutos ohjattavan kytkimen kanssa sarjassa olevan hajainduktanssin määrässä ilman, että samalla aiheutetaan oleellista muutosta heijastuneen paluupulssin kokonaisjännitteen amplitudissa. Näin aikaansaadaan oleellinen joustavuus valittaessa 25 hajainduktanssin sopivaa määrää säätötyristorin oikean kommutoinnin varmistamiseksi korkean syöttöjännitteen olosuhteissa ilman, että merkitsevästi muutetaan heijastuneen paluupulssin kokonaisjännitteen amplitudia.

Keksinnön erityisessä suoritusmuodossa paluumuunta-30 ja sisältää yleisesti ottaen suorakulmaisen sydämen. Ensim mäinen ja toinen käämi sijaitsevat sydämen yhdessä haarassa ja kolmas käämi sijaitsee vastakkaisessa haarassa. Ensimmäisen ja toisen käämin välinen kytkentä on suhteellisen vahva, kun taas ensimmäisen ja kolmannen käämin välinen 35 kytkentä on suhteellisen heikko. Hajainduktanssi määräytyy siten oleellisesti ensimmäisen ja kolmannen käämin välisen kytkennän asteesta. Johdinkierrosten poistaminen kolmannesta käämistä ja niiden lisääminen toiseen käämiin vähen- 4 72245 tää oleellisesti esiintyvää hajainduktanssia. Heijastuneen paluupulssin kokonaisjännite muuttuu vähän, koska heijastuneen paluupulssin jännitteen kehittävä johdinkierrosten kokonaislukumäärä pysyy muuttumattomana.

5 Piirustuksissa:

Kuvio 1 esittää keksinnön suoritusmuodon mukaista säädettyä poikkeutuspiiriä; kuvio 2 esittää paluumuuntajarakenteen erityistä suoritusmuotoa keksinnön mukaisesti; ja 10 kuviot 3a-3e esittävät kuvion 1 piirin toimintaan liittyviä aaltomuotoja.

Televisiovastaanottimen vaakapoikkeutuspiirissä 10, kuvio 1, vaakasuora anto- tai paluumuuntaja 30 käsittää useita käämiyksikköjä 32-42, joista jokainen on käämitty 15 magnetoitavissa olevan sydämen 31 osan ympäri. Johdot, mu kaanlukien väliottojohdot, johdetaan käämiyksiköistä ja kytketään sähköisesti vastaaviin napoihin 43-65.

Käämiyksikkö 32 on paluumuuntajan ensiökäämi, napa 46 on johtavasti kytketty B+ syöttönapaan korkeajännittei-20 sen viritysverkon kautta, joka käsittää kelan 82 rinnak kain kondensaattorin 83 kanssa. Säädetty tasavirran B+ pyyhkäisyjännite VO muodostuu B+ navassa. Napa 47 on kytketty vaakapoikkeutuspiirin 70 vaakapoikkeutuskäämiin 71. Vaakapoikkeutuspiiri 70 käsittää vaakaoskillaattorin ja oh-25 jaimen 73, vaaka-antotransistorin 74, vaimennusdiodin 75, paluukondensaattorin 76 sekä vaakapoikkeutuskäämin 71 ja S-muokkain kondensaattorin 72 sarjajärjestelyn.

Vaakapantotransistorin 74 kytkentätoiminnan avulla vaakanopeus, 1/T , paluupulssijännite muodostuu vaakapoik-30 keutuskäämin 71 yli, kuten kuviossa 1 on esitetty vaaka- antotransistorin 74 kollektorissa muodostuneella paluupulssi jännitteellä 84. Vaakapoikkeutuskäämin paluupulssijännite syötetään paluumuuntajän ensiökaämiin 32. Kuten kuviossa 3a on esitetty, ensiökäämin 32 yli oleva jännite on 35 yhtä suuri kuin positiivinen pulssijännite 85 vaakapaluu- ajan aikana, Tr, aikavälillä t -t^ ja on yhtäsuuri kuin negatiivinen jännite 86 juova-ajan aikana aikavälillä

VV

li 72245 5

Ensiökäämin 32 yli asetettu paluupulssijännite kehittää pulssi jännitteitä muiden paluumuuntajakaumien yli. Käämin 35 yli oleva jännite esimerkiksi voidaan ta-sasuunnata ja suodattaa ei-esitctyllä piirillä DC-syöttö-5 tasojännitteiden kehittämiseksi piirejä, kuten pystypoik- keutuspiirejä ja äänipiirejä varten. Käämissä 36 kehittynyttä pulssi jännitettä esimerkiksi voidaan käyttää ajas-tussignaalina piireissä, kuten kuvaputken sammutuspiiris-sä.

10 Korkeajännitteinen syöttöpiiri 185, käsittäen pa luumuunta jän 32 käämit 37-42, tasasuuntaajat 66-68 ja vastuksen 69, kehittää äärianoditasajännitteen televisicvas-taanottimen kuvaputkea varten navassa U. Napa 54 on kytketty napaan BL, konventionaalisen suihkunrajoituspiirin ot-15 toon. Käämiyksikköparit 37 ja 38, 39 ja 40, 41 ja 42 on kytketty yhteen kytkentäjohdoi11a, jotka on kytketty vas-taav9in napapareihin 55 ja 56, 59 ja 60, 63 ja 64. Tasasuuntaaja 66 on kytketty napojen 57 ja 58 välille, tasasuuntaaja 67 on kytketty napojen 61 ja 62 välille ja tasa-20 suuntaaja 68 on kytketty navan 65 ja vastuksen 69 välille.

Tasasuuntaajat 66-68 tasasuuntaavat käämien 37-42 yli muodostuneet jännitteet vaakapaluuajän aikana äärianodijännitteen muodostamiseksi napaan U, joka suodatetaan kuvaputken äärianodikondensaattorilla (ei esitetty) .

25 Tasajännitelähde 16 käsittää vaihtovirtaverkkojännit teen lähteen 21 kytkettynä kokoaaltosiltatasasuuntaajaan 23 ottonapoihin 24 ja 25 ja suodatinkondensaattorin 28 kytkettynä navan 26 ja virran paluu- tai maadoitusnavan 27 välille. Virranrajoitusvastus 22 on kytketty verkon syöttöiäh-30 teen 21 ja navan 24 välille. Säätämätön tasavirtasyöttöjän nite V^n muodostuu napaan 26. Kytkentäsäädin 81 toimiessaan vaakapoikkeu tus taa juudella muodostaa säädetyn B-*- pyyh-käisyjännitteen Vq napaan B+ navassa 26 muodostuneesta säätämättömästä tasavirtasyöttöjännitteestä V - Suodatin-35 kondensaattori 29 on kytketty kahden navan välille vaaka- nopeuden hurinajännitteen pois suodattamiseksi. Kytkentäsäädin 81 käsittää paluumuuntajän toisiokäämiyksikköjen 33 ja 34 ja ohjattavissa olevan kytkimen, tyristori 80, 72245 6 sarja järjestelyn kytkettynä tasa j änni teläh teen 16 yli syöttönavan kautta. Tyristori 80 kytketään vaakanopeude1-la veräjäpulsseilla, jotka on muodostettu säätöohjauspiiril-lä 77 ja syötetty tyristorin veräjään kytkentämuuntajän 78 5 kautta. Tahdistus vaakapyyhkäisyn kanssa saavutetaan kytke mällä säätöohjauspiiriin 77 napojen 49 ja 50 yli muodostunut paluupulssijännite.

Paluumuuntajän käämiyksikkö 33 on suunniteltu olemaan magneettisesti vahvasti kytketty ensiökäämin 32 kansio sa, kytkentäkertoimen ollessa k^ = 0,92.

^T~ ^1 + ^J2^

Kytkentäkerroin k on k = ----, missä 2 'Sh' LT on käämin induktanssi mitattuna käämit sarjaan 15 kytkettynä, ja , L2 on käämin induktanssi mitattuna toisen käämin piirin ollessa avoin.

Käämiyksikön 33 yli muodostunut jännite v , on siten sl yleisesti samaa aaltomuotoa (mutta esitetty käänteisen pola- 20 riteetin omaavana) kuin ensiökäämin 32 yli oleva jännite v , kuten on esitetty kuvion 3e jännitteelle v . Siten P s 1 paluuajan t3~t aikana jännite vgl on pulssi 88 vastaten ensiökäämin jännitteen v pulssia 85.

P

Paluumuuntajan käämiyksikkö 34 on suhteellisen hei-25 kosti kytketty ensiökäämiin 32, kytkentäkertoimen käämien 32 ja 34 välillä ollessa k2 = 0,78. Säätökäämin 34 ja ensiökäämin 32 välisestä heikosta kytkennästä johtuen esiintyy oleellista hajainduktanssia. Tämä hajainduktanssi on esitetty kuviossa 1 käämin 34 kanssa sarjassa olevana in-30 duktanssina 87. Koska käämiyksikkö 33 on suhteellisen vah vasti kytketty ensiökäämiin 32, tyristorin 80 kanssa sarjassa oleva vallitseva induktanssi käsittää heikosti kytkettyyn käämiyksikköön 34 liittyvän hajainduktanssin 87.

Säätöohjauspiiri 77 saattaa tyristorin 80 on-tilaan 35 ohjattavissa olevana hetkenä kunkin poikkeutusjakson juova- ajan aikana, esimerkiksi kuvioiden 3a~3o ajan t^ aikana. Kuten on esitetty kuviossa 3b, syöttövirta iQ alkaa virrata aikana t^ syöttöjännitteen navasta 26 käämiyksikköjen 33 7 70 9/! ς ja 34 ja tyristorin 80 sarjajärjestelyn kautta B+ syöttö-napaan. Aikavälillä t^-t^, t^:n ollessa juova-ajan loppu-hetki, syöttövirrat iQ käsittää ylöspäin suuntautuvan pen-gervirran 89, saavuttaen huippuarvon I ajanhetkellä t^.

5 Hajainduktanssi 87 sisältää sarjaimpedanssin, joka aikaansaa syöttövirran pengeraaltomuodon ja joka rajoittaa syöttövirran kulkua navan 26 ja B+ syöttönavan välillä. Juova-ajan aikana aikavälillä t^-t^ hajainduktanssin 87 toiseen päähän syötetty jännite käsittää säätämättömän syöt-10 tötasajännitteen V^n, sarjassa olevan vahvasti kytkettyyn käämiyksikköön 33 heijastuneen juovajännitteen, sarjassa olevan heikosti kytkettyyn käämiyksikköön 34 heijastuneen juovajännitteen. Hajainduktanssin 87 toiseen päähän syötetty jännite käsittää tyristorin 80 ollessa johtava säädetyn 15 B+ pyyhkäisyjännitteen VQ. Hajainduktanssin 87 yli vaikut tava jännite on siten v = v + Δν, missä v on yhtä suu-

Li I T

ri kuin säätökäämien 33 ja 34 yli vaikuttavien heijastuneiden jännitteiden summa ja Δν on erotusjännite Δν = v. - v_ . Syöttövirran i^ jyrkkyys on positiivinen tai ylöspäin nouse-20 va penger di^/dt = v^/L, missä L edustaa tyristorin 80 kanssa sarjassa olevaa tehollista induktanssia, joka on vallitsevasti heikosti kytkettyyn käämiyksikköön liittyvä hajainduktanssi 87.

Vähenevä syöttövirta 90 kommutoi tyristorin off-ti-25 laan paluuajan aikana virran lähestyessä nollaa lähellä ajanhetkeä t4. Vaimennuspiiri ("snubber network") 79 on kytketty tyristorin 80 yli. Aikavälillä t^-t^, paluuajan t^-t^ puitteissa, syöttövirta iQ on negatiivinen tai alaspäin kalteva penger. Kaltevuuden polariteetin kääntyminen joh-30 tuu käämiyksikköihin 33 ja 34 heijastuneen vastakkaisen po lariteetin omaavan paluupulssin jännitteen muodostumisesta. Aikaväli t^-t^ edustaa kommutointiaikaa tai aikaväliä, jonka aikana syöttövirta laskee, ja on aika joka tarvitaa tyristorin 80 saattamiseksi off-tilaan paluun alkaessa lähel-35 lä ajanhetkeä t^. Syöttövirran negatiivinen kaltevuus ty ristorin kommutoinnin aikana on -diQ/dt = (vR - Av)/L, missä v_ on yhtä suuri kuin säätökäämeihin 33 ja 34 heijastu- rv neiden paluupulssijännitteiden summa. Kommutointiaika on 8 7 2 2 4 5

Τ = LI /(ν_ - Δν). Siten tyristorin kommutointiaika kas-C p R

vaa paluun alkaessa virtaavan syöttövirran huippuarvon I kasvaessa, ja sarjainduktanssin L kasvaessa, ja korkeajännitteen juovan syöttöjännitteen v arvoilla, mikä kasvat-5 taa Av:tä.

Syöttövirran i~ keskiarvo I edustaa B+ navasta 2 0 avg virtaavaa keskimääräistä kuormavirtaa ja kasvaa äärianodi-navan U suihkuvirran kuormituksen kasvaessa ja käämiyksik-köön 35 kytkettyjen teholähteiden kuormituksen kasvaessa.

10 Säädetyn B+ pyyhkäisyjännitteen vg ylläpitämiseksi B+ navassa oleva jännite syötetään takaisin säätöohjauspii-riin 77 johdelinjaa 93 pitkin. Säätöohjauspiiri 77 muuttaa tyristorin 80 on-tilaan saattamisen ajanhetkeä juovan aikana B+ pyyhkäisyjännitteen muuttuessa näitä muutoksia vas-15 taan säätääkseen. Kuvion 3b syöttövirran ig pilkutettu aal tomuoto saavutetaan säätämättömän syöttötasejännitteen v^n suuremmilla arvoilla. Tyristori 80 saatetaan on-tilaan myöhempänä ajanhetkenä t^ juovan aikana. Erojännite Δν on suurempi korkeammilla syöttöjännitetasoilla. Syöttövirran i^ 20 positiivisen pengerosan 91 kaltevuus on jyrkempi kuin mata- lemmissa juovan syöttöjänniteolosuhteissa saavutetun penger-virran 89 vastaava kaltevuus.

Jos televisiovastaanottimen kuluttama teho pysyy oleellisesti muuttumattomana syöttöjännitteen vaihteluista 25 riippumatta, niin syöttövirran keskimääräinen arvo lavg muuttuu kääntäen verrannollisena näihin muutoksiin nähden. Kaikesta huolimatta virran ig huippuarvo I paluun alkaessa ajanhetkellä t^ on suurempi suurella juovan jännitteellä kuin huippuarvo I pienellä juovan jännitteellä johtuen 30 pengerosan 91 jyrkemmästä kaltevuudesta pengerosaan 89 näh den. Koska syöttövirran huippuarvo on merkitsevästi suurempi suurilla juovajännitteillä kuin pienillä juovajännitteillä ja koska alaspäin kalteva syöttövirta voi olla hieman matalampi suurella juovajännitteellä, tyristorin kommutointi-35 aika kasvaa kohti aikaväliä t^-t^, kuten on esitetty syöttö virran alaspäin kaltevalla pengerosalla kuvassa 3b.

Kun tyristori 80 on kommutoitu off-tilaan lähellä ajanhetkeä t^ täytyy kommutoinnin off-tilaan saattamisajän 72245 9 t kulua ennen kuin tyristorin myötäestoliitos muodostaa myötätyhjennysalueen, joka mahdollistaa tyristorin myötä-estojännitteen muodostumisen. Tyristorin 80 myötäestojän-nite estää myöstäanodivirran johtumisen seuraavan juova-5 ajan alussa ajanhetkenä tg käämiyksikköihin 33 ka 34 heijas tuneiden juovajännitteiden syöttäessä positiivisen jännitteen tyristorin anodiin.

Kytkentäsäätimen 81 rakenteen täytyy varmistaa tyristorin oikea kommutointi kaikissa normaaleissa toimintaolo-10 suhteissa. Tämä tarkoittaa, että tyristorin kommutointiajän

Tc ja off-tilaan saattamisajan t täytyy olla riittävästi lyhyempiä kuin paluuaika T , jotta tyristorin olisi mahdol-lista kytkeytyä myötäestotilaan ennen kuin myötäjännite on uudestaan syötetty tyristorin anodiin lähellä seuraavan 15 juova-ajan alkamista, lähellä ajanhetkeä tg.

Tunnetun tekniikan tasossa ensiökäämiin heikosti kytketty yksittäinen paluumuuntajan toisiokääni on sijoitettu sarjaan säätötyristorin kanssa. Yksittäisen toisiokäämin hajainduktanssi toimii sarjaimpedanssina ra joittaakseen 20 syöttövirran kulkua juova-ajan aikana tyristorin johtaessa.

Johtuen paluumuuntajarakenteen useista suunnittelun rajoituksista vain muutamia hajainduktanssin säätömenetelmiä on tarkoituksenmukaista käyttää kun muuntajan perusrakenne on kerran valittu. Yksi menetelmä sisältää säätimen toisiokää-25 min johdinkierrosten lukumäärän sovittamisen. Esimerkiksi hajainduktanssin pienentämiseksi säätimen toisiokäämin joh-dinkierroksia voidaan vähentää.

Käyttämällä vain yhtä paluumuuntajän säätötoisiokää-miä menetetään joustavuus tyristorin säätötoiminnan alueen 30 lisäämiseksi kun paluumuuntajän perusrakenne on kerran va littu. Esimerkiksi jos on toivottavaa lisätä tyristorisääti-men toiminta-aluetta säädön suorittamiseksi suuremmilla syöttöjännitteillä ja suuremmilla kuormitustasoilla, syöttövirran huippuarvo on paluun alkaessa suurempi. Tyristorin 35 kommutointiaika on kasvanut.

Sen varmistamiseksi, että tyristorin kommutointiaika paluun aikana on riittävän lyhyt, jotta tyristorin on % 10 7 2 2 4 5 mahdollista saavuttaa myötäestotila ennen seuraavan juova-ajan alkua, on toivottavaa vähentää säätötoisiokäämin haja-induktanssia. Muuntajan perusrakenteen ollessa jo valittu hajainduktanssia voidaan vähentää pienentämällä säätötoisio-5 käämin johdinkierrosten lukumäärää. Kuitenkin, koska tyris torin kommutointiaika on myös säätötoisiokäämin heijastaman paluupulssin jännitteen amplitudin funktio, toisiokäämin johdinkierrosten lukumäärän pienetäminen peinentää myös heijastuneen paluupulssin jännitettä, ollen siten taipuvainen 10 pidentämään kommutointiaikaa. Harvemmin johdinkierroksen va litsemisesta hajainduktanssin pienentämiseksi johtuva kommu-tontiajan lyheneminen kumoutuu oleellisesti tästä heijastuneen paluupulssin jännitteen pienenemisestä johtuvasta kom-mutointiajan pitenemisestä.

15 Käytettäessä vain yhtä säätötoisiokäämiä tyristori- laitteen toimintalämpötila-aluetta voidaan joutua rajoittamaan tai voidaan tarvita laitteelle suurempaa lämmönsäätely-mahdollisuutta. Tyristorin luontaiseen off-tilaan asetusai-kaan t , joka tarvitaan myötäestotilan muodostamiseksi kun 20 tyristori on kommutoitu off-tilaan, vaikuttaa oleellisesti tyristorilaitteen toimintalämpötila. Korkeammat toiminta-lämpötilat lisäävät laitteen off-tilaan saattamisaikaa t . Siten toimittaessa korkeammissa ympäristön lämpötiloissa tai pienemmillä jäähdytysmahdollisuuksilla, tyristorin kom-25 mutointiaikaa täytyy lyhentää pitemmän off-tilan asetusajan t sovittamiseksi. Kuten aikaisemmin on mainittu, säätötoi- q siokäämin johdinkierrosten lukumäärän pienentäminen ei oleellisesti vähennä tyristorin kommutointiaikaa kun muuntajan perusrakenne on kerran valittu.

30 Keksinnölle tunnusomaista on aikaansaada kytkentä- säätimen useiden toiminta-alueiden sovituksessa suunnitte-luvapaus paluumuuntajän perusrakenteen ollessa kerran valittu toiseen suunnittelukriteeriin perustuen. Sen sijaan että käytettäisiin yhtä säätötoisiokäämiä, käytetään kahta kää-35 miä, käämiyksiköt 33 ja 34 kuvassa 1. Käämiyksikkö 33 on magneettisesti vahvasti kytketty ensiökäämin 32 ja käämi-yksikkö 34 on magneettisesti heikosti kytketty ensiökäämiin 11 999 4 5 32 välillä esiintyy oleellinen hajainduktanssi. Siten tyristorin 80 kanssa sarjassa olevan induktanssin vallitseva komponentti on käämiyksikön 34 hajainduktanssi.

Kuviossa 3d on esitetty heikosti kytketyn käämiyk-5 sikön 34 napojen yli muodostunut jännite v^· Kunkin vaaka- poikkeutusjakson aikavälien aikana jolloin tyristori 80 on off-tilassa, aikaväleillä tp-t^ ja t^-t^., heikosti kytketyn käämiyksikön 34 yli vaikuttava jännite v^ seuraa yleisesti ensiökäämin jännitteen v aaltomuotoa. Paluun osan aikana

P

10 aikavälillä t^-tg jännite v^ on pulssiaaitomuoto 98 ja juovan osan aikana aikavälillä t^-t^ jännite vg2 on yhtenevä aaltomuodon 94 kanssa.

Kuviossa 3c on esitetty navan 26 ja tyristorin 80 anodin välillä olevan jännite v . Jännite v on yhtä suuri J s s 15 kuin käämiyksiköiden 33 ja 34 yli muodostuneiden jännittei den summa. Siten v = v . + v _ . Tyristorin 80 johtavuusti-lan aikana aikavälillä t.-t. jännite v käsittää jännite-osan 95 ja on suuruudeltaan yhtäsuuri kuin erotusjännite Δν = v. - v_, suuruudeltaan suhteellisen vakio jännite.

20 Koska vahvasti kytketyn käämiyksikön 33 yli vaikuttava jän nite vg^ on pakotettu seuraamaan ensiökäämin jännitteen vq aaltomuotoa vieläpä tyristorin 80 johtavuustilan aikana tl~t4' jännitteen v ^ täytyy erota ensiökäämin jännitteen aaltomuodosta jotta näiden kahden käämin jännitteiden summa 25 olisi yhtäsuuri kuin jännitteen vg vakiojänniteosa 95.

Kuten kuviossa 3d on esitetty, tyristorin johtaessa juova-ajan aikana aikavälillä t^-t^, heikosti kytketyn käämin 34 yli vaikuttava jännite v^ on jänniteosa 96. Osa on polariteetiltaan käänteinen verrattuna ennen ajanhetkeä 30 t^ esiintyvän juovaosan 94 polariteettiin. Tyristorin 80 johtaessa paluuajan aikana aikavälillä t^-t^, jännite v vaihtaa jälleen polariteettia tullakseen positiiviseksi jänniteosaksi 97. Siten aikavälillä t.-t. jännite v . ei 14 s2 seuraa ensiökäämin jännitteen aaltomuotoa. Käämiyksikön 34 35 hajainduktanssi muodostaa tarvittavan jännitteen mahdollis taakseen sen, että jännite aikavälillä t^-t^ on yhtä suuri kuin vakiojännitteen vg ja poikkeutuksen aaltomuodon jän- 12 72245 nitteen v , välinen erotus aikavälillä .

sl 14

Ajanhetken jälkeen tyristorin 80 ollessa kommu- toitu off-tilaan ja jännitteen vg ei ollessa enää lukittu

jännitteen v ei ollessa enää lukittu jännitteen Av suuruu-5 S

teen, jännite v^ v°i palata uudestaan seuraamaan ensiökää-min jännitteen yleistä aaltomuotoa, kuten on esitetty kuviossa 3d pulssilla 98 paluun aikana aikavälillä t -t, ja 4 b juovan jänniteosalla 94 aikavälillä t^-t^.

Syöttövirran in alaspäin kaltevan pengerosan 90 tai 10 υ 92 aikaansaamiseksi kuviossa 3b säätökäämiyksikköihin 33 ja 34 heijastuneet paluupulssijännitteet asetetaan sarjassa käämiyksikön 34 hajainduktanssin yli. Heijastuneen paluu-pulssin kokonaisjännite määräytyy käämiyksikköjen 33 ja 34 sarjajärjestelyn johdinkierrosten kokonaislukumäärästä. Si-ten heijastuneen paluupulssin kokonais jännitteen amplitudi on funktio johdinkierrosten kokonaislukumäärästä n = n^ + n^/ missä n^ on yhtä suuri kuin vahvasti kytketyn käämiyksikön 33 johdinkierrosten lukumäärä ja n2 on heikosti kytketyn käämiyksikön 34 johdinkierrosten lukumäärä.

20

Kytkentäsäätimen 81 toiminta-alueen laajentamiseksi kohti korkeampia juovan syöttöjännitteitä, korkeampia syöttövirran tasoja ja tyristorilaitteen korkeita toimintalämpö-tiloja, heikosti kytketyn säätökäämiyksikön 34 hajainduk- tanssia vähennetään pienentämällä sen johdinkierrosten luku-25 määrää verrattuna vahvasti kytketyn käämiyksikön 33 johdinkierrosten lukumäärään pitäen samalla johdinkierrosten kokonaislukumäärä n^ vakiona. Käämin johdinkierroksia poistetaan heikosti kytketystä toisiokäämiyksiköstä 34 ja sama lukumäärä johdinkierroksia lisätään vahvasti kytkettyyn käämiyksikköön 33. Poistamalla johdinkierroksia käämiyksi-köstä 34 pienenee sen hajainduktanssi vähentäen siten tyristorin 80 kanssa sarjassa olevaa hajainduktanssia, kuten toiminta-alueen laajentamiseksi vaaditaan. Lisäämällä sama lukumäärä johdinkierroksia vahvasti kytkettyyn käämiyksikköön 33 pysyy johdinkierrosten kokonaislukumäärä nfc muuttumattomana ja pitää siten heijastuneen paluupulssin kokonaisjän-nitteen myös suhteellisen muuttumattomana. Edelleen, vah- 11 72245 13 vasta kytkennästä johtuen johdinkierrosten lisääminen käämi-yksikköön 33 ei oleellisesti lisää tyristorin 80 kanssa sarjassa olevaa hajainduktanssia.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisesti kuvion 1 paluu-5 muuntajan 30 rakenteen erityistä suoritusmuotoa. Paluumuun- tajan 30 sydän 31 käsittää kaksi C-sydän elintä liitettynä päittäin yhteen yleisesti ottaen suorakulmaisen sydämen muodostamiseksi. Suorakulmaisen sydämen 31 haaran 31a ympäril-lekeskitetysti käämittyjä ovat ensiökäämi 32, käämivksikkö 10 36, käämiyksikkö 35 ja korkeajännitekäämiyksiköt 37-42. Jo kainen korkeajännitekäämiyksikkö 37-42 on käämitty muoviseen puolauskehään 15 liittyvään uraan.

Vahvan kytkennän aikaansaamiseksi säätökäämiyksikön 33 ja ensiökäämin 32 välille käämiyksikö 33 on käämitty sa- 15 man haaran 31a ympärille kuin ensiökäämi 32. Kuviossa 2 vah vasti kytketty käämiyksikkö 33 on esitetty käämittynä ensiökäämin 32 viereen samaan haaraan 31a. Vaihtoehtoisesti käämiyksikkö 32 voidaan käämiä keskitetysti ensiökäämin 32 kanssa, joko ensiökäämin päälle tai alle. Vaaditun heikon 20 kytkennän aikaansaamiseksi käämiyksikön 34 ja ensiökäämin 32 välille käämiyksikkö 34 on käämitty sydämen 31 vastakkaisen haaran 31b ympärille.

Koska heikosti kytketty käämiyksikkö 34 on käämitty vastakkaisen haaran ympärille kuin ensiökäämi 32, on ole-25 massa merkittävä hajavuotia, joten oleellinen osa vuosta joka kulkee toisen käämiyksikön 33 tai 34 kautta, ei kulje toisen käämiyksikön kautta. Heikosti kytketyn käämiyksikön 34 johdinkierrosten lukumäärän sovittamisen lisäksi käämi-yksikön 34 hajainduktanssia voidaan edelleen säätää käämi- 30 yksikön 34 erilaisilla sijoituksilla vastakkaisella sydä men haaralla 31b.

Käyttämällä kahta käämiyksikköä, joista toinen on suhteellisen heikosti kytketty ensiökäämin kanssa ja toinen on suhteellisen vahvasti kytketty ensiökäämin kanssa, 35 suunnittelun joustavuus on lisääntynyt säädettäessä saata vissa olevan hajainduktanssin määrää ilman, että haitallisesti vaikutetaan tyristoriin syötetyn heijastuneen paluu-pulssin kokonaisamplitudiin paluun aikana.

Claims (8)

14 709 Ί ι:

1. Säädetty poikkeutuspiiri, joka käsittää poikkeu-tuskäämin, poikkeutuskäämiin kytketyn poikkeutusgeneraat- 5 torin pyyhkäisyvirran kehittämiseksi poikkeutuskäämiin kunkin poikkeutusjakson aikana, joka poikkeutusgeneraatto-ri kehittää paluupulssijännitteen poikkeutuskäämin yli kunkin poikkeutusjakson paluuajan aikana, syöttöjännitelähteen (16), paluumuuntajän (30), jossa on ensimmäinen 10 käämi (32), johon on syötetty poikkeutuskäämin paluupuls-sijännite paluupulssijännitteiden kehittämiseksi muiden paluumuuntajakäämien yli, jolloin säädettävä kytkin (80) on kytketty sarjaan paluumuuntajän toisen käämin (33) kanssa, joka syöttää paluupulsseja mainitun kytkimen (80) 15 kommutoimiseksi johtamattomaksi, ja lisäinduktanssin (34) kanssa, jolloin mainittu sarjaankytkentä on kytketty syöttö jännitelähteeseen ja säädettävän kytkimen (80) ohjaus-elektrodiin on kytketty ohjauspiiri (77), joka poikkeutus-piirin energiatasosta riippuen kytkee säädettävän kytkimen 20 (80) johtavaksi säädettävällä hetkellä kunkin poikkeutus- jakson juova-ajan aikana, niin että syöttövirta alkaa virrata syöttöjännitelähteestä sarjakytkentään, tunnet-t u siitä, että lisäinduktanssi on muuntajan (30) kolmas käämi (34), jonka magneettinen kytkentä ensimmäisen käämin 25 (32) kanssa on pienempi kuin ensimmäisen ja toisen käämin (32, 33) välinen magneettinen kytkentä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tunnettu siitä, että paluumuuntaja (30) sisältää yleisesti ottaen suorakulmaisen sydämen (31) mainitun ensim- 30 mäisen (32) ja toisen (33) paluumuuntajän käämin sijaitessa sydämen (31) yhdessä haarassa (31a) ja kolmannen paluumuunta jän käämin (34) sijaitessa toisessa haarassa (31b).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen piiri, 35 tunnettu siitä, että sarjajärjestelyssä esiintyy induktanssi, jonka induktanssin suurin osa käsittää ensim- 15 *709 45 mäisen (32) ja kolmannen (34) paluumuuntajän käämin välillä esiintyvän hajainduktanssin.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen piiri, tunnettu laitteesta tasajännitteen muodostamiseksi oh- 5 jättävissä olevan kytkimen (80) antonapaan (katodiin), paluumuuntajän ensimmäisen käämin (32) ollessa johtavasti kytketty (82:n kautta) mainittuun antonapaan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen piiri, tunnettu siitä, että poikkeutuspiirin energiatasoa edus- 10 tava signaali käsittää mainitun tasajännitteen tasoa edustavan signaalin.

5. Patenttivaatimuksen 5 mukainen piiri, tunnettu siitä, että mainittu ohjattavissa oleva kytkin (80) käsittää ohjatun piitasasuuntaajän.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen piiri, tun nettu paluumuuntajän (30) neljänteen käämiin (37-42) kytketystä korkeajännitepiiristä (185) äärianodijännitteen muodostamiseksi neljännen käämin yli muodostuneesta jännitteestä. 16 7 2 2 4 5